专利名称：防止消失模铸造产品的碳缺陷的方法
技术领域：
本发明涉及一种铸造过程中防止铸件产生碳缺陷的方法，尤其是指一种解决矿用
刮板输送机整铸中部槽采用消失模铸造过程中产品增碳或者积碳问题的方法。
背景技术：
本公司主要生产矿山用设备，矿用刮板输送机整铸中部槽就是本公司的产品之一。中部槽是矿山中输送矿料、煤等物料的设备中的一个主要部件，其在输送物料过程中长期存在摩擦，很容易损坏；过去人们一直使用钢板焊接而成的中部槽，由于钢板焊接性能等因素的限制，中部槽的耐磨性很差，使用寿命很短。人们一直试图采用铸造的方法生产中部槽，以利用铸造可以使用高强度耐磨合金而提高中部槽的耐磨性能及其它综合机械性能，但是由于中部槽的结构过于复杂，在铸造过程中存在很多工艺方面的困难，用铸造耐磨合金生产整体铸造的中部槽一直没能实现。我公司通过科研攻关，经过多次生产试验，前后共投资两千万元，终于解决了用铸造耐磨合金生产整体铸造中部槽的许多工艺难题，实现了整体铸造中部槽的批量生产。在解决的工艺问题中，包括整体铸造的中部槽碳含量不合格而严重影响铸件机械性能的问题。中部槽整体铸造时，只能使用消失模铸造方法，在采用消失模铸造工艺时，消失模采用可发性聚苯乙烯做为模型，模型的材料中含有很多碳元素。消失模铸造方法在造型后浇铸时，是直接将金属液通过消失模上的浇口及浇道注入消失模中，在浇铸时消失模会在高温的金属液的作用下熔化燃烧而变成气体，此时消失模产生的气体中含有大量的碳元素而进入铸件的合金液中，使铸件本体中不可避免的出现碳缺陷问题。铸件本体中的碳缺陷包括增碳缺陷和积碳缺陷两种。消失模铸造后铸件增加的碳含量一般会在0. 05-0. 1%之间，而且分布不均匀，这样足以影合金铸钢材料制造的中部槽的性能，造成大量的废品。由于大量的碳元素的存在，不仅会导致铸件本体碳含量增加和碳含量不均缺陷，更为严重时还会出现积碳缺陷，即在铸件内部或者浅表层处形成堆积碳区域，积碳缺陷主要是由模型中的聚苯乙烯燃烧后的残留物引起；积碳缺陷的出现一般没有固定的规律和发生位置，很难防范，积碳缺陷会严重影响铸件本体性能，有时只能做废品处理。碳缺陷的存在是采用消失模铸造方法中的一个瓶颈，很难有所突破。 为此中国专利文献CN02118011.3公开了一种新型可发性共聚树脂及制备方法，用可发性共聚树脂制造消失模型材料，在材料中加入StMMA共聚树脂，StMMA分子中有氧原子，在高温下，氧原子与碳原子C结合形成一氧化碳气体而逸出。利用氧原子消耗碳原子，减少残碳产生的可能性。以解决在EPC工艺中用EPS模型浇铸黑色金属时出现的碳缺陷问题，解决EPS模型材料造成的钢铸件"增碳"问题。这种方法虽然使消失模材料燃烧时产生的碳不在以单质碳的形式存在，而以CO的形式存在，但并不能保证C、CO或者其它物质不在铸件的金属液中聚集，形成增碳、积炭、气孔或者其它缺陷。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种能够防止消失模铸造浇铸过程中铸件合金产生碳缺陷的方法，彻底解决消失模铸造浇铸过程中铸件合金因消失模气化而造成的增碳或者积碳等碳缺陷问题。 为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是 防止消失模铸造产品的碳缺陷的方法，包括采用真空泡沫消失模铸造工艺中的
制造泡沫模型、刷涂料、烘干、埋箱造型、抽真空、负压下浇铸工序，在负压浇铸工序前抽真
空的过程中增加燃烧泡沫模型的工序，使泡沫模型燃烧掉在泡沫模型原有的空间内形成铸
造型腔，然后在抽真空的状态下进行浇铸。其包括的工艺过程变为制造泡沫模型-刷涂
料_烘干_埋箱造型_抽真空_燃烧模型(同时也在抽真空)_负压下浇铸。
本发明的进一步改进在于所述泡沫模型上留有燃烧模型的烧口 。
本发明的进一步改进在于燃烧泡沫模型时，向泡沫模型中加入富氧物和可燃物，
使泡沫模型充分燃烧掉。最常用的富氧物是氧气，可燃物是天然气、乙炔气等。
本发明的上述技术方案的进一步改进在于燃烧模型的时间不大于10分钟，使泡
沫模型充分燃烧掉即可。
本发明的进一步改进在于所述制造泡沫模型时在模型底部制造出积存燃烧残留
物的积渣包；浇铸出铸件后再清伊去掉此底部的积渣包，不使残留物进入本体。 本发明的进一步改进在于刷涂料工序的模型上的涂层厚度均匀涂敷成2mm以上。
由于采用了上述技术方案，本发明所取得的技术进步在于 本发明利用消失模铸造中部槽等产品时，在向模型中注入金属液前先使模型完全
燃烧，并通过抽真空系统将泡沫模型燃烧气化时产生的含有大量碳元素的气体抽走，能从根本上解决铸件的碳缺陷问题。 为了将泡沫模型燃烧干净，在泡沫模型上留有燃烧模型的烧口，以便于可燃物和富氧物能够顺利进入泡沫模型的各个部分，在工厂实际中可燃物一般使用天然气，富氧物一般都是氧气，天然气和氧气通过烧口 、浇口 、冒口进入泡沫模型内，将泡沫模型充分烧掉，可以防止泡沫的残留物粘贴在涂料层的内壁，以形成干净的浇铸用的型腔。 一般实际操作工作中燃烧模型时间应不大于10分钟，这样不会使模型发生变形，也能保证充分燃烧掉泡沫模型的残留物。如果在制造泡沫模型时在泡沫模型的底部再增加积渣包，可以使一部分泡沫模型的燃烧物流入积渣包中；浇铸出铸件后去掉此底部的积渣包，不使残留物进入本体。
由于本发明采用的是非常规的消失模铸造方法，在烧掉泡沫模型时，砂箱的内部会形成空腔，为了防止砂箱塌陷，在燃烧模型前、及在燃烧模型的过程、浇铸过程中一直保持砂箱的真空度是非常必要的，同时也应该增加涂敷在泡沫模型外层的涂层的厚度，使泡沫模型的涂层形成一个具有足够支撑力的壳体，保证燃烧后的模型型腔的强度，为此模型外壳涂层厚度应在2mm以上均匀分布，才能确保不发生塌箱事故。 采用本发明的方法可使铸件的碳增量减少至0.02%以下，完全符合铸钢件的碳含量范围要求，铸件也不再会出现积碳缺陷。这样铸件整体碳含量均匀，组织致密，性能稳定，大大提高了铸件的性能，使铸件质量完全符合要求。
具体实施例方式
下面结合铸造中部槽的具体实施方式
对本发明做进一步详细说明
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—、制造泡沫模型 按照中部槽的形状制造泡沫模型(即白模)，除正确设置浇口、冒口之外，还在泡
沫模型的底部设置一积渣包，在合适的位置设置一烧口。 二、刷涂料 在泡沫模型的外面均匀刷涂涂料，涂料的涂层厚度要达到2. 5mm以上。
三、烘干 按照常规工艺将涂层烘干，保证涂层充分干燥，并不开裂。
四、埋箱造型 将上述处理的泡沫模型放在砂箱中，按照常规工艺方法用型砂埋箱，并振动造型，
使型砂具有一定的紧实度。 五、抽真空 在砂箱上连接抽真空设备，对砂箱进行抽真空，使砂箱中的型砂成型。
六、燃烧泡沫模型 在泡沫模型的浇口、冒口、烧口处点燃泡沫模型，并不断向泡沫模型中通入氧气和天然气，使泡沫模型充分燃烧，在燃烧的同时，应加强抽真空的力度；燃烧时间应不大于10分钟，而且保证充分烧掉泡沫模型为准。
七、负压下浇铸 继续抽真空，撤掉天然气和氧气的输入，将熔炼好的耐磨合金液体浇入型腔中。
八、成型清理 铸件凝固冷却后，打开砂箱，去掉浇口 、冒口 、烧口和积渣包，对铸件进行清砂处理，然后再经热处理、检验等工序即可入库。
权利要求
防止消失模铸造产品的碳缺陷的方法，包括采用真空泡沫消失模铸造工艺中的制造泡沫模型、刷涂料、烘干、埋箱造型、抽真空、负压下浇铸工序，其特征在于在负压浇铸工序前抽真空的过程中增加燃烧泡沫模型的工序，使泡沫模型燃烧掉在泡沫模型原有的空间内形成铸造型腔，然后在抽真空的状态下进行浇铸。
2. 根据权利要求1所述的防止消失模铸造产品的碳缺陷的方法，其特征在于所述泡 沫模型上留有燃烧模型的烧口。
3. 根据权利要求1或者2所述的防止消失模铸造产品的碳缺陷的方法，其特征在于 燃烧泡沫模型时，向泡沫模型中加入富氧物和可燃物，使泡沫模型充分燃烧掉。
4. 根据权利要求3所述的防止消失模铸造产品的碳缺陷的方法，其特征在于燃烧模型的时间不大于io分钟。
5. 根据权利要求1或者2所述的防止消失模铸造产品的碳缺陷的方法，其特征在于 制造泡沫模型时在模型底部制造出积存燃烧残余物的积渣包。
6. 根据权利要求1所述的防止消失模铸造产品的碳缺陷的方法，其特征在于刷涂料工序的模型上的涂层均匀涂敷成2mm以上。
全文摘要
本发明公开了一种防止消失模铸造产品的碳缺陷的方法，过程包括采用真空泡沫消失模铸造工艺中制造泡沫模型、刷涂料、烘干、埋箱造型、抽真空、负压下浇铸工序，在负压浇铸工序前抽真空的过程中增加燃烧泡沫模型的工序，使泡沫模型燃烧掉在泡沫模型原有的空间内形成铸造型腔，然后在抽真空的状态下进行浇铸，泡沫模型上留有燃烧模型的烧口和积存燃烧残余物的积渣包，模型的涂层厚度为2mm以上。本发明能够彻底解决消失模铸造浇铸过程中铸件合金因消失模气化而造成的增碳或者积碳等碳缺陷问题。
文档编号B22D18/06GK101786141SQ20101003330
公开日2010年7月28日 申请日期2010年1月5日 优先权日2010年1月5日
发明者柳云峰, 王文海 申请人:河北冀凯铸业有限公司